4. 人造卫星 宇宙速度教学设计和教学实录

第三章：万有引力定律

第4节：人造卫星 宇宙速度

“基于问题的三问三学”研究课教案

开课人：泰州市田家炳实验中学 桂寅

课前设问（学案）

一、请学生自主预习教材第3章第4节P52至P53。

二、结合预习的内容思考如下问题： 1、人造卫星的运行原理和轨道。 （1）运行原理：

（2）运行轨道：

2、宇宙速度：

（1）第一宇宙速度(环绕速度)：

（2）第二宇宙速度(脱离速度)：

（3）第三宇宙速度(逃逸速度)：

3、人造卫星的发射速度和运行速度：

4、人造卫星绕行线速度、角速度、周期与半径的关系

（1）线速度与半径的关系：

（2）角速度与半径的关系：

（3）周期与半径的关系： 5、地球同步卫星

所谓地球同步卫星，是相对地面静止的跟地球自转同步的卫星。卫星要与地球自转同步，必须满足下列条件： （1） （2）

（3）

泰州市田家炳实验中学高一物理教学案

课堂导问（教案）

【学习目标】

1．知道人造卫星的运行原理和轨道。

2．知道三个宇宙速度。

3．掌握人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。

【重点、难点】

1．人造卫星的运行原理和轨道。

2．人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。

【学习内容】

一、课前自主学习检查

1、关于第一宇宙速度，下面说法中正确的是：（ ）

A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度

B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度

C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度

D．它是卫星在椭圆轨道上运动时在近地点的速度 2、设地球半径为R，一颗人造卫星在离地面高度h=R的圆形轨道上运行，其运行速度是第一宇宙速度的多少倍?

3、把一颗质量为2t的人造地球卫星送入环绕地球运行的圆形轨道，已知地球质量为6243×10kg，半径为6．4×10km。这颗卫星运行的周期是多少小时？

二、构建知识框架、剖析典型概念

1、人造卫星的运行原理和轨道。 （1）运行原理：

（2）运行轨道：

2、宇宙速度：

（1）第一宇宙速度(环绕速度)：

（2）第二宇宙速度(脱离速度)：

（3）第三宇宙速度(逃逸速度)：

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3、人造卫星的发射速度和运行速度：

4、人造卫星绕行线速度、角速度、周期与半径的关系：

（1）线速度与半径的关系：

（2）角速度与半径的关系：

（3）周期与半径的关系： 5、地球同步卫星。

所谓地球同步卫星，是相对地面静止的跟地球自转同步的卫星。卫星要与地球自转同步，必须满足下列条件： （1） （2）

（3）

三、自主研究例题：

1、环绕地球。做匀速圆周运动的人造卫星，距地面高度越大，则：（ ）

A．线速度和周期越大 B．线逐度和周期越小

C．线速度越大，周期越小 D．线速度越小，周期越大．

2、如果有一个行星质量是地球的l／8，半径是地球半释的1／2。求在这一行星上发射卫星的环绕速度。

四、小组讨论质疑

五、师生合作研讨

六、总结提升

【当堂训练】：

【课后反思】：

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课后自我检测（学案）

1、“神州六号”飞船的成功飞行为我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”获得了宝贵的经验．假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球作圆周运动．求：

⑴飞船在轨道Ⅰ上的运行速率；

⑵飞船在A点处点火时，动能如何变化；

⑶飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间．

B 月球

Ⅲ

Ⅱ

A

Ⅰ

2.关于人造地球卫星中物体的超重和失重，下列说法中正确的是（

）

A.发射卫星所用的火箭燃料尚在燃烧，使卫星在加速上升过程中产生超重现象

B.卫星在轨道上做匀速圆周运动时，卫星中的物体所受重力为零，产生失重现象

C.卫星在轨道上做匀速圆周运动时，卫星中的物体处于平衡状态

D.卫星返回地球过程中，卫星向下做减速运动，卫星中的物体处于失重状态

课后自由发展（学案）

1、地球半径为R，地面重力加速度为g，地球自转周期为T，地球同步卫星离地高度为h.则地球同步卫星的线速度大小为（

）

A.gR2（ /Rh）C.2π（R+h）/T

B.（Rh）g

D.32πR2g/T 2、关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（

）

2A.它的加速度小于9.8 m/s

B.它的周期是24 h，且轨道平面与赤道平面重合

C.它处于平衡状态，距地面高度一定 D.它的线速度大于7.9 km/s 3、卫星绕地球做匀速圆周运动.若从卫星中与卫星相对静止释放一个物体.关于物体运动的下述说法正确的是（

）

A.物体做匀速直线运动 B.物体做平抛运动

C.物体做自由落体运动 D.物体做匀速圆周运动

4、已知人造地球卫星靠近地面运行时的环绕速度约为8 km/s，则在离地面的高度等于地球半径处运行的速度为（

）

A.22km/s

B.4 km/s

C.42km/s

D.8 km/s 泰州市田家炳实验中学高一物理教学案